Por Equipo de Noticias de Astrobiología
Con más de 70 planetas identificados rodeando estrellas lejanas, los astrónomos están explorando métodos para clasificar cuáles de ellas son más parecidas a la Tierra –es decir, las que probablemente son biológicamente potenciales.|
Con más de 70 planetas identificados rodeando estrellas lejanas, los astrónomos están explorando métodos para clasificar cuáles de ellas son más parecidas a la Tierra –es decir, las que probablemente son biológicamente potenciales. Algunas cualificaciones iniciales son ya conocidas: Los planetas como la tierra son más bien pequeños, o por debajo del límite de 12 veces la masa de Júpiter. Los planetas más grandes se calificarían más como compañeros de estrellas capaces de quemar grandes cantidades de hidrógeno y de irradiar su propia calor por fusión nuclear. Por lo tanto este requisito, al igual que el siguiente, debe ser reacizado específicamente de nuevo para cada nuevo planeta candidato: ¿cuál es su tamaño, temperatura y reflectancia (o albedo)? También para planetas más brillantes, ¿Tiene agua la atmósfera, dióxido de carbono y ozono como pruebas de habitabilidad potencial? Para los astrónomos, el problema de la brillantez planetaria es clave para la mayoría de estas clasificaciones.
Tal y como se publicó recientemente en la revista Nature , científicos de Princeton han refinado el espectro lumínico de la Tierra de nuevo (o Curva de Luz). Un gráfico de la Curva de Luz muestra cómo la radiación de un objeto varía con el tiempo. Utilizando este dato, los investigadores esperan hacer posible la comprensión de cómo los planetas como la Tierra aparecen cuando se observan desde lejos. Si la tierra se viese desde fuera del Sistema Solar, la diversidad de su biología –desiertos, bosques y océanos— no aparecería. ¿Qué aparecería para el que observe la tierra desde lejos que lo distinga de otros candidatos menos atractivos biológicamente como Marte o Venus? Sería un parpadeo. Aplicando los detalles de esa fluctuación de luz se crea una forma para definir la habitabilidad basada en la Curva de Luz (brillantez contra Tiempo)
El equipo científico de la Universidad de Princeton en el Instituto para Estudios Avanzados está participando en los primeros planteamientos de la misión de la NASA conocida como Buscadoras de Planetas Terrestres (Terrestrial Planet Finder), una sonda espacial que buscará en el cielo planetas hospitalarios para la vida. Lo que es único acerca de su análisis es que, además de las características fijas que son típicamente mostradas en la Tierra por luz atmosférica en determinadas franjas químicas como el agua, ozono y dióxido de carbono, se estudia también como el espectro cambia con el tiempo. Lo que han descubierto es que, sin duda, una tierra parpadeante y la variación del brillo, tiene precursores en el contenido biológico del planeta –convirtiéndose en una herramienta valiosa para encontrar planetas como la Tierra.
Centellea, centellea, pequeña Tierra azul
Observando desde grandes distancias durante un día terrestre, la fluctuación más distintiva de la Curva de Luz Terrestre es un fuerte ciclo brillo / oscuridad. Por lo tanto en nuestro sistema solar, para diferenciar la Tierra de otros planetas menos potenciales biológicamente, los astrónomos pueden marcar los relativamente rápidos cambios en la luz reflejada (>10%).
Según el Profesor Edwin Turner, Director del Telescopio de 3,5 metros de la Universidad de Apache en Punto de Observación Apache y coautor de la publicación Nature: “La gran amplitud (decenas hasta incluso cientos por ciento, depende del ángulo de la banda y de la visión / iluminación) y la escala rápida de tiempo (unas cuantas horas) distingue fuertemente la Curva de Luz de la Tierra de otros cuerpos importantes en el Sistema Solar, los cuales muestran típicamente amplitudes de, como mucho 10%,” dice Turner. “La razón es la mezcla de algunos elementos oscuros (océanos, por ejemplo) y otros muy brillantes (sistemas de nubes y continentes) de la gran superficie de la Tierra.
Viendo los árboles con Modelos Computerizados
Precediendo al estudio de Princeton, nadie podía decir cuánto podría brillar la Tierra, ya que las oportunidades para la observación distantes son mínimos. Pero teniendo en cuenta lo que se sabe acerca de la reflectancia de todos los tipos de paisajes –desde campos a glaciares—los científicos afrontaron el duro problema de reconstruir los detalles de cómo un día de rotación Terrestre puede verse desde fuera del sistema solar. El resultado predijo variaciones en la luz de más de un 150 por ciento a lo largo de un día.
Esos modelos computerizados ayudaron a los astrónomos de Princeton a identificar qué estaba incrementando esas fluctuaciones oscuridad – luz. Distintos paisajes (algunas veces llamados biomos) tienen una mezcla de distintos colores y elementos brillantes que crean su firma característica. “En nuestro modelo computerizado, cada punto de la superficie del planeta está clasificado dentro de un tipo (agua, hielo, nube, tierra descubierta, tierra con vegetales, etc),” dice Turner. “Para cada tipo, tenemos una función que describe la probabilidad de que la luz que salga de ellos en un dirección concreta rebote en alguna otra dirección. También depende de la longitud de onda de la luz. El ordenador entonces simplemente propaga un número enorme de “rayos” de luz desde el modelo de estrella hasta el modelo de planeta, imaginando la geometría desde donde sale y la dirección a la que se refleja y las suma obteniendo el brillo total”
Una vez la imagen del brillo total y la fluctuación de la luz sean asequibles, la cuestión que se acerca es acerca de qué marcas biológicas se pueden añadir o sustraer de aquellas mediciones absolutas. “Este es un área de investigación activa y discusión,” dijo Turner. “Los indicadores espectroscópicos del vapor de agua atmosférico y oxígeno están considerados entre las mejores indicadores alternativos de actividad biológica. De todos modos para ambos biomarcadores y el resto, aún se conserva incertidumbre acerca de si son necesarios, suficientes o incluso útiles. ¡Es un campo nuevo!”
¿Qué sigue?
Comprender cómo se ve la tierra desde lejos es clave para encontrar nuevos planetas con potencial biológico. Pero para desenredar los elementos temporales y espaciales de otros planetas se requiere una atención muy cuidadosa. La estrella, por ejemplo, es más de millones, o incluso billones, de veces más brillante que cualquier planeta cercano y puede saturar el campo de visión. “Hoy en día no podemos obtener ningún dato relevante debido a la leve luz que se recibe incluso desde los planetas de fuera del sistema solar más cercanos y su asociación (en el cielo) con las estrellas más brillantes que le rodean,” dijo Turner.
Algunas misiones de observación de la NASA en la próxima década fomentarán la capacidad para encontrar tales candidatos. Con capacidades de resolución 100 veces mayores que las del Telescopio Espacial Hubble, la misión JPL, Buscador de Planetas Terrestres (TPF) se encuentra en estado de diseño de etapas para la formación a través de grandes extensiones. Para el 2015, La Agencia Espacial Europea pondrá también en órbita un Observatorio Detector de Infrarrojos (llamado Darwin) que intentará dibujar planetas del tamaño de Venus y la Tierra desde 30 años luz de distancia.
“Una vez que el TPV o el Darwin u otras misiones / técnicas hagan posible observar esos objetos,” dijo Turner, “el principal reto será obtener curvas de luz de gran precisión y bien tipificadas durante un período de al menos algunas rotaciones (del planeta) y preferiblemente largas.”
Enric ford (estudiante destacado de Princeton) y Sara Seager (pos-doctorada en el Instituto de Estudios Avanzados) fueron colaboradores de Ed Turnet en este proyecto.
